环境噪声监测仪的设计软件部分(附件)
随着城市规模和城市建设的不断发展，城市环境噪声问题日益突出。本课题设计一个以STC12C5A60S2单片机为核心环境噪声监测系统，主要由噪声数据采集、数据处理和数据传输三个部分组成。传声器将环境噪声转换成电信号，前置放大电路将其放大得出符合测量要求的信号，再通过滤波器滤波，所得的信号输入到单片机STC12C5A60S2中进行转换处理，然后得到噪声的分贝值，并由LED显示出来，同时通过GPRS模块将所得到的噪声数据发送至监测中心，这就完成了环境噪声的监测。该系统具有实现简单，精确度高等特点，可用于噪声的实时监测。关键词 噪声监测，单片机，GPRS目 录
1 引言 1
1.1 课题研究背景 1
1.2 噪声的基本知识 1
1.3 噪声的评价 3
1.4 噪声监测系统的研究现状 5
2 本课题的主要任务及意义 6
3 噪声监测系统总体方案设计 6
3.1 系统设计方案 6
3.2 STC12C5A60S2单片机 7
3.3 GPRS模块 8
4 噪声监测系统的软件设计方案 8
4.1 单片机程序设计 9
4.2 GPRS模块程序设计 14
5 系统调试与分析 16
5.1 调试分析的过程 16
5.2 测试结果 17
5.3 调试故障及原因分析 17
5.4 测试总结 18
结 论 19
致 谢 20
参 考 文 献 21
附录一 设计总程序 22
1 引言
1.1 课题研究背景
随着科学技术的不断发展和进步，人们的生活也变得更加舒适和快捷，但这也有不好的一面，那就是环境噪声的出现。当经社会，噪声污染已经越来越严重，解决这个问题对人们来说已是迫在眉睫[1]。
在绝大多数情况下，噪声是有害的，它会对人们的生理和心理健康产生危害。但凡事都有双面性，噪声也有对人类有利的一面。
不管是要防治噪声，还是要利用噪声，都需要获得其准确的分贝值。如防治噪声，就要对噪
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科学技术的不断发展和进步，人们的生活也变得更加舒适和快捷，但这也有不好的一面，那就是环境噪声的出现。当经社会，噪声污染已经越来越严重，解决这个问题对人们来说已是迫在眉睫[1]。
在绝大多数情况下，噪声是有害的，它会对人们的生理和心理健康产生危害。但凡事都有双面性，噪声也有对人类有利的一面。
不管是要防治噪声，还是要利用噪声，都需要获得其准确的分贝值。如防治噪声，就要对噪声的分贝值进行划分，较低的噪声就不必处理，需要处理的噪声也根据其分贝的大小采用不同的方式进行。若是利用噪声，则要对噪声进行分析和研究，这同样先要测量其数值。所以，就出现了噪声监测系统，并且随着人们对噪声测量要求的不断提高而快速地发展[2]。
1.2 噪声的基本知识
1.2.1 噪声的意义
噪声就是物体做无规则的振动所发出的声音，这是物理上的解释。但还有一种说法，只要是影响到人们正常生产生活的声音，就是噪声。
声音在介质中以波的形式传播，所以也被称为声波，日常生活中常见的介质有空气、水等。一般情况下，频率为20～20000Hz的声音是可听声，就是可以被人耳听到的。而小于20Hz的，则称之次声波，大象的叫声就属于次声波。若频率高于20000Hz，就是超声波，其在众多领域有着广泛的运用，比如B超就是利用超声波的原理。我们平时听到声音有的比较尖锐，有的较为低沉，这是声音频率不同造成的。而声音的大小则由其振幅的大小决定，与频率无关。不同频率和振幅的声音杂糅在一起就形成了噪声。
判别一个声音是不是噪声，不仅要从它的意义上去判别，还要从主观上去判别。比如，动听的钢琴声对于侧耳聆听它的人来说，是一种美丽的乐声，但对正在学习或者休息的的人，就是噪声。即便是同一种声音，在不同的情况下，人们对其的主观判断也会有差别。由此可以得出，人们正常生活中多余的声音，都可以被称作噪声。而噪声污染，则是噪声对人们产生的危害。
1.2.2 噪声的分类
（1）交通噪声: 机动车辆在道路上运行时所产生的噪声，以及其他运输工具，如飞机、火车、轮船等交通运输工具在飞行和行驶中所产生的噪声。由于城市中的车辆比较多，所以交通噪声影响范围较大。
（2）工业噪声: 工厂中的各种大型器械工作时产生的噪声。工业噪声的强度比较大，所以对周围环境的影响也较为严重。
（3）建筑噪声: 建筑工地上使用的各种机械发出的噪声，比如挖掘机、起重机还有打桩机。因建筑噪声一般距离生活区较近，所以对人们正常的生活产生重大影响。
（4）社会噪声: 人们日常生产生活所产生的噪声，比如收音机、电视机发出的声音，还有燃放爆竹、装修家居，甚至邻里之间的争吵所产生的噪声，也属于社会噪声[3]。
1.2.3 噪声的危害
噪声对人体、精密设备和建筑物都有着不良的影响，其程度是由噪声的强度、频率和暴露在噪声中的时间决定的。下面列出噪声的具体危害：
（1）噪声会对听力造成损伤
人体最容易受到噪声危害的方面是听力。当人们在一个充斥着强烈噪声的地方待上一段时间，就会觉得耳朵难受，甚至还会有头晕等症状，如果离开在安静的地方休息一会，这些症状会慢慢消失，这种现象就是人们常说的听觉疲劳。当人们在有着强烈噪声的地方长期生存，耳朵一直得不到休息，就会由听觉疲劳转变成耳聋，这是因为长时间的噪声污染使耳朵内的器官发生了病变。
经过科学研究可知，噪声污染是造成老年人耳聋的罪魁祸首。另外，生活环境和工作环境也与听力损伤有关，如农村的老年人耳聋的概率远小于城市的老年人，在工厂、建筑工地和机场工作的人听力损伤远高于正常人。
（2）噪声会对生活工作造成干扰
噪声会影响人们的正常休息，因为人耳在睡眠时同样会接收外界的声音。噪声会导致多梦、易惊醒、睡眠质量下降等，突然的噪声对睡眠的影响更为突出。噪声干扰人们的谈话、工作和学习，经研究发现，噪声使人心烦意乱，无法集中精力，造成工作效率的降低，所以其对人们的正常工作有着严重不良影响[4]。
（3）噪声会对仪器和建筑物造成危害
人类研究发现，越是精密的仪器越容易受外界环境的影响，而噪声也是这些影响因素之一。当噪声达到一定的分贝值，就会对仪器中的电容、二极管等造成严重损害。
大多数人都不知道，噪声对建筑物也有危害，这是因为一般正常范围内的噪声对建筑物没什么影响，或影响极为细微不易被察觉。但是当噪声水平超过一定的值，就会使建筑物产生损伤。比如生活在机场附近的居民，他们的房子在日积月累的噪声伤害中，有着不同程度的损毁，玻璃破裂、抹灰震落还属于轻度损伤，有的还有着墙体开裂、甚至倒塌的严重损伤。
1.3 噪声的评价
1.3.1 响度级和响度
声压和声强都是客观物理量，声压越高，声音越强；声压越低，声音越弱，但是它们不能完全反映人耳对声音的感觉特性。人耳对声音的感觉，不仅和声压有关，也和频率有关。一般对高频声音感觉灵敏，对低频声音感觉迟钝，声压级相同而频率不同的声音听起来可能不一样响。为了既考虑到声音的物理量效应，又考虑到声音对人耳听觉的生理效应，把声音的强度和频率用一个量统一起来，人们仿照声压级引出了一个响度级的概念。使用等响实验方法，可以得到一族不同频率、不同声压级的等响度曲线。实验时用1000Hz的某一强度（例如40dB）的声音为基准，用人耳试听的办法与其它频率（例如100Hz）声音进行比较，调节此声音的声压级，使它与1000Hz声音听起来响度相同，记下此频率的声压级（例如50dB）。
1 引言 1
1.1 课题研究背景 1
1.2 噪声的基本知识 1
1.3 噪声的评价 3
1.4 噪声监测系统的研究现状 5
2 本课题的主要任务及意义 6
3 噪声监测系统总体方案设计 6
3.1 系统设计方案 6
3.2 STC12C5A60S2单片机 7
3.3 GPRS模块 8
4 噪声监测系统的软件设计方案 8
4.1 单片机程序设计 9
4.2 GPRS模块程序设计 14
5 系统调试与分析 16
5.1 调试分析的过程 16
5.2 测试结果 17
5.3 调试故障及原因分析 17
5.4 测试总结 18
结 论 19
致 谢 20
参 考 文 献 21
附录一 设计总程序 22
1 引言
1.1 课题研究背景
随着科学技术的不断发展和进步，人们的生活也变得更加舒适和快捷，但这也有不好的一面，那就是环境噪声的出现。当经社会，噪声污染已经越来越严重，解决这个问题对人们来说已是迫在眉睫[1]。
在绝大多数情况下，噪声是有害的，它会对人们的生理和心理健康产生危害。但凡事都有双面性，噪声也有对人类有利的一面。
不管是要防治噪声，还是要利用噪声，都需要获得其准确的分贝值。如防治噪声，就要对噪
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
科学技术的不断发展和进步，人们的生活也变得更加舒适和快捷，但这也有不好的一面，那就是环境噪声的出现。当经社会，噪声污染已经越来越严重，解决这个问题对人们来说已是迫在眉睫[1]。
在绝大多数情况下，噪声是有害的，它会对人们的生理和心理健康产生危害。但凡事都有双面性，噪声也有对人类有利的一面。
不管是要防治噪声，还是要利用噪声，都需要获得其准确的分贝值。如防治噪声，就要对噪声的分贝值进行划分，较低的噪声就不必处理，需要处理的噪声也根据其分贝的大小采用不同的方式进行。若是利用噪声，则要对噪声进行分析和研究，这同样先要测量其数值。所以，就出现了噪声监测系统，并且随着人们对噪声测量要求的不断提高而快速地发展[2]。
1.2 噪声的基本知识
1.2.1 噪声的意义
噪声就是物体做无规则的振动所发出的声音，这是物理上的解释。但还有一种说法，只要是影响到人们正常生产生活的声音，就是噪声。
声音在介质中以波的形式传播，所以也被称为声波，日常生活中常见的介质有空气、水等。一般情况下，频率为20～20000Hz的声音是可听声，就是可以被人耳听到的。而小于20Hz的，则称之次声波，大象的叫声就属于次声波。若频率高于20000Hz，就是超声波，其在众多领域有着广泛的运用，比如B超就是利用超声波的原理。我们平时听到声音有的比较尖锐，有的较为低沉，这是声音频率不同造成的。而声音的大小则由其振幅的大小决定，与频率无关。不同频率和振幅的声音杂糅在一起就形成了噪声。
判别一个声音是不是噪声，不仅要从它的意义上去判别，还要从主观上去判别。比如，动听的钢琴声对于侧耳聆听它的人来说，是一种美丽的乐声，但对正在学习或者休息的的人，就是噪声。即便是同一种声音，在不同的情况下，人们对其的主观判断也会有差别。由此可以得出，人们正常生活中多余的声音，都可以被称作噪声。而噪声污染，则是噪声对人们产生的危害。
1.2.2 噪声的分类
（1）交通噪声: 机动车辆在道路上运行时所产生的噪声，以及其他运输工具，如飞机、火车、轮船等交通运输工具在飞行和行驶中所产生的噪声。由于城市中的车辆比较多，所以交通噪声影响范围较大。
（2）工业噪声: 工厂中的各种大型器械工作时产生的噪声。工业噪声的强度比较大，所以对周围环境的影响也较为严重。
（3）建筑噪声: 建筑工地上使用的各种机械发出的噪声，比如挖掘机、起重机还有打桩机。因建筑噪声一般距离生活区较近，所以对人们正常的生活产生重大影响。
（4）社会噪声: 人们日常生产生活所产生的噪声，比如收音机、电视机发出的声音，还有燃放爆竹、装修家居，甚至邻里之间的争吵所产生的噪声，也属于社会噪声[3]。
1.2.3 噪声的危害
噪声对人体、精密设备和建筑物都有着不良的影响，其程度是由噪声的强度、频率和暴露在噪声中的时间决定的。下面列出噪声的具体危害：
（1）噪声会对听力造成损伤
人体最容易受到噪声危害的方面是听力。当人们在一个充斥着强烈噪声的地方待上一段时间，就会觉得耳朵难受，甚至还会有头晕等症状，如果离开在安静的地方休息一会，这些症状会慢慢消失，这种现象就是人们常说的听觉疲劳。当人们在有着强烈噪声的地方长期生存，耳朵一直得不到休息，就会由听觉疲劳转变成耳聋，这是因为长时间的噪声污染使耳朵内的器官发生了病变。
经过科学研究可知，噪声污染是造成老年人耳聋的罪魁祸首。另外，生活环境和工作环境也与听力损伤有关，如农村的老年人耳聋的概率远小于城市的老年人，在工厂、建筑工地和机场工作的人听力损伤远高于正常人。
（2）噪声会对生活工作造成干扰
噪声会影响人们的正常休息，因为人耳在睡眠时同样会接收外界的声音。噪声会导致多梦、易惊醒、睡眠质量下降等，突然的噪声对睡眠的影响更为突出。噪声干扰人们的谈话、工作和学习，经研究发现，噪声使人心烦意乱，无法集中精力，造成工作效率的降低，所以其对人们的正常工作有着严重不良影响[4]。
（3）噪声会对仪器和建筑物造成危害
人类研究发现，越是精密的仪器越容易受外界环境的影响，而噪声也是这些影响因素之一。当噪声达到一定的分贝值，就会对仪器中的电容、二极管等造成严重损害。
大多数人都不知道，噪声对建筑物也有危害，这是因为一般正常范围内的噪声对建筑物没什么影响，或影响极为细微不易被察觉。但是当噪声水平超过一定的值，就会使建筑物产生损伤。比如生活在机场附近的居民，他们的房子在日积月累的噪声伤害中，有着不同程度的损毁，玻璃破裂、抹灰震落还属于轻度损伤，有的还有着墙体开裂、甚至倒塌的严重损伤。
1.3 噪声的评价
1.3.1 响度级和响度
声压和声强都是客观物理量，声压越高，声音越强；声压越低，声音越弱，但是它们不能完全反映人耳对声音的感觉特性。人耳对声音的感觉，不仅和声压有关，也和频率有关。一般对高频声音感觉灵敏，对低频声音感觉迟钝，声压级相同而频率不同的声音听起来可能不一样响。为了既考虑到声音的物理量效应，又考虑到声音对人耳听觉的生理效应，把声音的强度和频率用一个量统一起来，人们仿照声压级引出了一个响度级的概念。使用等响实验方法，可以得到一族不同频率、不同声压级的等响度曲线。实验时用1000Hz的某一强度（例如40dB）的声音为基准，用人耳试听的办法与其它频率（例如100Hz）声音进行比较，调节此声音的声压级，使它与1000Hz声音听起来响度相同，记下此频率的声压级（例如50dB）。
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